Александрит-подобный эффект в фиолетовых цветах проанализирован с помощью недавно разработанной круглой диаграммы RGB

  1. Колориметрическое объяснение эффекта александрита в александритовом камне Эффект Александрита является...
  2. Расчет цветов с помощью векторов RGB
  3. Треугольные и округлые диаграммы RGB со стандартизованными значениями насыщенности
  4. Нанесение цветов александритоподобных материалов на круглую диаграмму

Колориметрическое объяснение эффекта александрита в александритовом камне

Эффект Александрита является хорошо известным явлением, но, возможно, не было точного колориметрического расчета этого эффекта. Рисунок 1 (a – c) показывает цвета некачественного александритового камня под солнечным светом, под слегка голубовато-белым светодиодом (светодиодами) и при довольно оранжевом свете ламп накаливания, соответственно. Камни, проявляющие более выраженный колориметрический эффект, обычно являются более ценными. Камни на рисунках показывают разные цвета при различных падающих огнях: циановый при солнечном свете и светодиодном свете и красноватый при свете ламп накаливания.

Рисунок 1: коэффициент пропускания александрита и коэффициент отражения фиолетовых цветов.Рисунок 1: коэффициент пропускания александрита и коэффициент отражения фиолетовых цветов

Александрит драгоценный камень освещается солнечным светом ( а ), светодиодной подсветкой ( б ) или лампой накаливания ( в ). ( d ) Спектральное распределение мощности (относительные значения) гипотетического плоского света (плоский), светодиодного света (LED) и лампы накаливания (INC). Горизонтальные цветные полосы внизу представляют длины волн 420–500, 500–580 и 580–660 нм, которые примерно соответствуют синему, зеленому и красному цветам. Эти полосы отмечены этими цветами на других рисунках. ( д ) Спектр пропускания александрита (изумрудно-зеленая линия) и спектры отражения лепестков торении (синяя линия) и цикламена (фиолетовая линия). ( f ) Спектры проходящего света через александритовый камень, освещенные плоским светом, светодиодным светом или лампой накаливания.

Цвета прозрачных камней рассчитываются по спектрам видимого света источников света и спектрам пропускания камней. Произведение спектра источника света и спектра пропускания камня дает спектр света, выходящего из камня, а затем умножается на функцию согласования цветов. Рис. 1г показывает измеренные спектры белого светодиода и оранжевого света накаливания, использованные в этом исследовании, вместе с гипотетическим (идеализированным) источником плоского света, используемым для расчета стандартных цветов объектов. Этот плоский свет также имитирует солнечный свет. С предельным упрощением шаблона функции соответствия цветов RGB 8 , 9 три непрерывных диапазона видимого света по 80 нм определяют интенсивности синего (420–500 нм), зеленого (500–580 нм) и красного (580–660 нм) цветов. Эти приблизительные цветовые диапазоны показаны под длинами волн в световых спектрах, чтобы помочь интуитивному пониманию цвета, которое обычно является результатом сложных структур световых спектров. Таким образом, в белом светодиодном свете преобладают пики синего и желтого (зеленый плюс красный), тогда как в лампе накаливания преобладает сильный красный свет, а также более слабый зеленоватый и голубоватый свет.

Спектр поглощения александрита вдоль оси b был воспроизведен из более ранней публикации 1 , Для колориметрического анализа спектр пропускания на 0,5 мм толщины александритового камня затем рассчитывали по спектру поглощения александрита ( Рис. 1е ). Этот конкретный александритовый драгоценный камень имеет широкий циановый пик пропускания около 500 нм и более слабый красный коэффициент пропускания при 620 нм и выше. Рисунок 1f показывает спектры проходящего света от александрита при плоском свете, под светодиодным светом и при свете ламп накаливания. При освещении плоским светом спектр проходящего света идентичен спектру пропускания камня. Синий и зеленый цвета усиливаются по сравнению с исходным спектром падающего света после прохождения через александрит, придавая камню голубой цвет. Между тем, желтоватые огни поглощаются больше, чем голубые и красноватые огни источника света накаливания. Оттенок света накаливания после прохождения через этот александритовый камень не может быть напрямую предсказан на основе спектральной картины, хотя общая яркость явно снижается после прохождения света через александрит.

Александритоподобный эффект в фиолетовых цветах

Подобное колориметрическое явление встречается у фиолетовых цветов. В соответствии с этим спектры отражения видимого света от лепестков пурпурных цветов торении и пурпурных цветов цикламена были аналогичны спектрам пропускания через александритовый камень ( Рис. 1е ). Лепестки пурпурных цветов имели умеренный синий коэффициент отражения около 450 нм и красный наклон отражения при 620 нм и выше. Сочетание синего и красного отраженного света заставляет цветок выглядеть фиолетовым. Рисунок 2 (a – c) Это фотографии того же фиолетового цветка торении в виде летней волны, сделанные на солнце, светодиодах или лампах накаливания, соответственно. Цветок фиолетовый (сине-фиолетовый) на солнце, синий при свете светодиодов и красный при свете ламп накаливания. Точно так же цветы цикламена «Серенадия» выглядят фиолетовыми на солнце ( Рис. 2d ), фиолетовый при свете светодиодов и красный при свете ламп накаливания ( Рис. 2е ). Спектры отражения цветка торении, освещенного плоским светом, светодиодным светом или лампой накаливания, показаны в Рис. 2f , Цветок торении усиливает синий пик светодиодного света и красный наклон лампы накаливания, но он подавляет желтый пик светодиодного света и зеленоватые части лампы накаливания. То же самое относится и к цветку цикламена ( Рис. 2g ). Схема усиления / подавления определенных частей спектра падающего света была даже более четкой на этих фиолетовых цветах, чем на александритовом драгоценном камне. Мы сможем называть эти цветы (или, возможно, их антоцианы) материалами, подобными александриту, и обладающими свойствами, подобными александриту.

Рисунок 2: Цвета фиолетовых цветов.Рисунок 2: Цвета фиолетовых цветов

Торения освещается солнечным светом ( а ), освещается светодиодом ( б ) и освещается лампами накаливания ( в ). Цикламен, освещенный солнечным светом ( d ), освещенный светодиодом ( e ), слева) или освещенный лампой накаливания ( e ), справа). ( f ) Спектры отраженного света от цветка торении, освещенного плоским, светодиодным или лампами накаливания. ( g ) Спектры отраженного света от цветка цикламена, освещенного плоским, светодиодным или лампами накаливания.

Расчет цветов с помощью векторов RGB

Далее необходимо описать характеристики александритовых и пурпурных цветов с помощью простых колориметрических расчетов трех факторов цвета: яркости, оттенка и насыщенности. Расчеты цвета принимают различные формулы в зависимости от выбора цветовой системы. Для простоты понимания и других практических преимуществ в этом отчете используется цветовая система RGB и разработаны новые цветовые схемы. Интенсивности красного, зеленого и синего цветов ( I R, I G, I B) были рассчитаны с помощью стандартизированной функции соответствия цветов RGB, использованной в нашем предыдущем отчете 8 , Яркость (LRGB) (то есть яркость) просто рассчитывается суммой I R, I G и I B:

Интенсивности красного, зеленого и синего цветов ( I R, I G, I B) были рассчитаны с помощью стандартизированной функции соответствия цветов RGB, использованной в нашем предыдущем отчете   8   ,  Яркость (LRGB) (то есть яркость) просто рассчитывается суммой I R, I G и I B:

Значения насыщенности (яркости) обратно пропорциональны стандартной яркости. Например, цвет с полным значением цветности, равным 1,0, при некоторой стандартной яркости становится ярким только наполовину, когда цветность рассчитывается с вдвое большей стандартной яркостью. Этой проблемы можно избежать, если яркость каждого вычисленного цвета стандартизирована в 1. Стандартизованная цветность, которая может быть получена из стандартизированных цветовых векторов, называется насыщенностью. Стандартизованные интенсивности RGB будут записываться как ρ, γ и β, где:

Стандартизованные интенсивности RGB будут записываться как ρ, γ и β, где:

Обратите внимание, что ρ, γ и β всегда составляют 1. После вычисления ρ, γ и β цвета наносятся на двухмерную цветную пластину m - n ( Рис. 3а ). Эта цветовая табличка mn соответствует табличке «R + G + B = 1» в цветовом пространстве RGB. Чистый красный, зеленый и синий цвета выражены векторами Обратите внимание, что ρ, γ и β всегда составляют 1 а также соответственно. Другие насыщенные цвета расположены на линиях / кривой, соединяющих R и G , G и B или B и R. Например, блок желтого цвета вектора расположен в центре линии, соединяющей R и G , и единицу пурпурного цвета расположен в центре линии между B и R. Цианино-насыщенные цвета (между G и B ), такие как изумруд ( E ) и голубой ( C ), расположены на краю светло-серой области в Рис. 3а , Насыщенные цианистые цвета имеют отрицательные значения. Все стандартизированные цветовые векторы выражаются следующим образом:

Рисунок 3: Диаграмма mn , треугольная диаграмма и круглая диаграмма.Рисунок 3: Диаграмма mn , треугольная диаграмма и круглая диаграмма

( а ) Mn диаграмма. Координаты белого ( W ), красного ( R ), желтого ( Y ), зеленого ( G ), изумрудного ( E , λ = 510 нм), голубого ( C ), синего ( B ) и пурпурного ( M ) векторов записываются в скобки. Темно-серая область представляет треугольник RGB. Светло-серая область указывает на голубой цвет с отрицательными значениями ρ. ( b ) Значения SRGB показаны как функция значений HRGB. Цветные точки показывают репрезентативные значения зеленоватого, изумрудного, голубого и синеватого цветов. Пунктирная линия представляет приближение (ASSCC). ( в ) треугольная диаграмма с та координатами. ( г ) круглая диаграмма с координатами.

( г ) круглая диаграмма с координатами

Для расчета значений насыщенности важно наименьшее значение среди ρ, γ и β. Когда β наименьший, вектор, способствующий насыщению:

Когда β наименьший, вектор, способствующий насыщению:

Тогда оставшийся вектор является бесцветным (т.е. белым):

белым):

Насыщенность выражается соотношением насыщенных векторов в сумме всех векторов:

Насыщенность выражается соотношением насыщенных векторов в сумме всех векторов:

В общем, значения насыщенности, рассчитанные с помощью векторов RGB:

В общем, значения насыщенности, рассчитанные с помощью векторов RGB:

Здесь функция ' min ' представляет минимальное значение среди цифр в следующих скобках. Для желтоватых цветов (между красным и зеленым) и пурпурных цветов (между синим и красным) диапазон SRGB варьируется от 0 (белый) до приблизительно 1 (насыщенный). И наоборот, насыщенные циановые цвета (между зеленым и синим) имеют значения SRGB, намного превышающие 1. Например, значение SRGB изумрудного цвета (λ = 510 нм) достигает 5,01.

Третий фактор, оттенок, выражается углом каждого цветового вектора. Цветовой вектор ( m , n ) рассчитывается как:

Затем на цветовой табличке mn рассчитывается оттенок:

Затем на цветовой табличке mn рассчитывается оттенок:

Эта формула для HRGB, по сути, такая же, как некоторые из предыдущих отчетов 10 , Типичные значения HRGB: 0 ° / 360 ° (красный), 60 ° (желтый), 120 ° (зеленый), 180 ° (голубой), 240 ° (синий) и 300 ° (пурпурный). Белый не имеет никакого значения HRGB. Таким образом, яркость, насыщенность и оттенок рассчитываются с помощью простых формул (формулы 1, 2 и 3) на основе цветовой системы RGB.

Треугольные и округлые диаграммы RGB со стандартизованными значениями насыщенности

В дополнение к простоте расчетов, преимущество использования цветовой таблички mn состоит в том, что углы оттенков красного, зеленого и синего равномерно распределены на диаграмме в соответствии с нашим восприятием цвета. Недостатком цветовой пластины mn является искажение значений SRGB среди цветов (циановые цвета имеют гораздо большие значения, чем другие). Выступающая кривая цианистых цветов на диаграмме mn должна быть свернута в треугольнике RGB.

Рис. 3б показывает связь между значениями цианистых цветов SRGB и HRGB. Эта кривая неправильной формы может быть аппроксимирована полиномиальной функцией 6-й степени. Эта функция обозначается как ASSCC (приблизительная насыщенность насыщенных циановых цветов):

Девять значащих цифр необходимы для обеспечения правильных расчетов ASSCC. Стандартное отклонение отношения между фактической насыщенностью (SRGB) и расчетной насыщенностью (ASSCC) типичных насыщенных циановых цветов составляло 0,05. Многие из цианистых цветов, встречающихся в природе, не будут насыщенными. Они имеют меньшие значения SRGB, чем их гипотетические насыщенные аналоги. Значения SRGB измеренных цветов можно стандартизировать так, чтобы насыщенность насыщенных цветов составляла приблизительно 1:

Значения SRGB измеренных цветов можно стандартизировать так, чтобы насыщенность насыщенных цветов составляла приблизительно 1:

Разделив координаты mn цианистых цветов на ASSCC, выступающая цианистая кривая сворачивается в треугольник RGB. Этот цветной график обозначен треугольной диаграммой. Координаты выражаются как ( t , a ) ( Рис. 3с ):

3с   ):

Все насыщенные цвета размещены на трех линиях треугольника RGB, соединяющих R , G и B на диаграмме треугольника . Альтернативно, цветовая диаграмма может быть легко округлена с помощью тригонометрических функций. Эта диаграмма обозначена круговой диаграммой с координатами rd ( Рис. 3d ):

3d   ):

Эта круглая диаграмма идеально соответствует нашему человеческому восприятию цвета. Цвета - красный, желтый, зеленый, голубой, синий и пурпурный - равномерно размещаются по краю круга, а значения насыщенности насыщенных цветов равны приблизительно 1 (если не точно 1) для любого оттенка.

Нанесение цветов александритоподобных материалов на круглую диаграмму

Яркость, оттенок и насыщенность источника света, александрита, торении и цикламена, освещаемых плоским светом, светом накаливания или лампами накаливания, оценивали с помощью LRGB, HRGB и SRGB2 ( Рис. 4a – c ). Легкость нормализовалась по интенсивности каждого источника света. Легкость александрита и пурпурных цветов составляла около 0,2 при любом освещении. Используемый здесь светодиод был синим голубым (HRGB = 211 °, SRGB2 = 0,15), а лампа накаливания была прозрачным оранжевым (HRGB = 23 °, SRGB2 = 0,62). Плоский свет был белым (без значения HRGB, SRGB2 = 0,00). Александрит - голубой, торения - синяя, цикламен - фиолетовый в плоском свете. Цвет александрита при ярком освещении был светлее (значение SRGB2 было меньше), чем у двух цветов. При ровном свете цикламен имел самый темный цвет среди всех трех.

Рисунок 4: Цвета александритоподобных материалов.Рисунок 4: Цвета александритоподобных материалов

( а ) Яркость александритоподобных материалов, освещаемых плоским светом (плоский), светодиодным светом (LED) или лампой накаливания (INC). Легкость источников света (Source) нормирована на 1. ( b ) Оттенки источников света и александритоподобных материалов. Названия цветов назначаются каждые 30 °: красный ( R ), оранжевый ( O ), желтый ( Y ), газонный ( L ), зеленый ( G ), изумрудный ( E ), голубой ( C ), лазурный ( A ), синий ( B ), фиолетовый ( V ), пурпурный ( M ) и розовый ( P ). ( c ) Насыщенность источниками света и александритоподобными материалами. ( d ) Цвета источников света и александритоподобных материалов, нанесенные на круглую диаграмму. Черные, изумрудные, синие и фиолетовые бриллианты соответствуют источникам света александрит, торения и цикламен. Маргинальные цвета алмазов показывают источники света, освещающие материалы: плоский свет (белый), светодиодный свет (голубой) и лампу накаливания (оранжевый). Координаты 12 насыщенных цветов (названия, как назначено в b) показаны вдоль поля цветового круга.

Цвета александритоподобных материалов аналогичны цветам светодиодного света или ламп накаливания, хотя они более или менее различны. Здесь наблюдается минимальная разница оттенков в 15 ° между александритоподобными материалами и источниками света (светодиодные или лампы накаливания). Этой степени различия в оттенках, сопровождаемой явной разницей в яркости и насыщенности, будет достаточно, чтобы мы почувствовали, что эти объекты имеют свои собственные цвета, в отличие от бесцветных объектов, показывающих тот же оттенок, что и источник света. Рис. 4d показывает координаты александритоподобных материалов на круглой диаграмме. Александритоподобные материалы имеют различные цвета в зависимости от спектрального качества источника света.

Похожие

Как вы снимаете со вспышкой?
Современные камеры и смартфоны имеют встроенную вспышку, которую мы можем использовать при съемке. Однако большинство из нас знает, что при использовании этого типа освещения фотография становится плоской и наполненной резкими тенями. Как сделать снимок с внешней вспышкой или с моделью, встроенной в камеру, чтобы
Пятна и пятна - как бороться с влагой и грязью на стене? »Снежка краски
... сень - любимое время года грибов - к сожалению, и настенных. Влажный воздух и более низкие температуры способствуют их развитию, поэтому вы должны знать, как защитить стены от них или как от них избавиться, когда они появятся в нашей квартире. ПРИЧИНЫ ВЛАГИ Для того чтобы эффективно удалить влагу, вы должны сначала диагностировать,
WikiZero - Диэлектрик
... помощью вектор электрической индукции [B] , D → = ε 0 E → 0, {\ displaystyle {\ vec {D}} = \ varepsilon _ {0} {\ vec {E}} _ {0},} тогда связь между внешним и внутренним полем может быть описана D → = ε r

Комментарии

Как сделать снимок с внешней вспышкой или с моделью, встроенной в камеру, чтобы избежать эффекта «вспышки»?
Как сделать снимок с внешней вспышкой или с моделью, встроенной в камеру, чтобы избежать эффекта «вспышки»? Его тип так важен? Когда и как использовать вспышку Вспышка не должна быть напугана. Даже если мы использовали его только в экстремальных условиях, мы должны знать, что профессионалы рекомендуют использовать его в двух ситуациях - когда нам нужна вспышка, заполняющая сцену и основной источник света. В
3. Можно выбирать светильник со стандартным уровнем защиты для ванной, если вам понравился его дизайн?
3. Можно выбирать светильник со стандартным уровнем защиты для ванной, если вам понравился его дизайн? Так, если он будет находиться на расстоянии нескольких метров от источников воды, а в комнате установлены вентиляторы, которые предупреждают скопление пара. Накладной светильник GLOBAL HPL 12W 5000K E (1-HPL-004-E) со степенью защиты IP65 можно устанавливать
Во-вторых, сможет ли он справиться с требовательной мощностью запуска газонокосилки с помощью ручного стартера сильным рывком?
Во-вторых, сможет ли он справиться с требовательной мощностью запуска газонокосилки с помощью ручного стартера сильным рывком? Если эти проблемы могут быть проблематичными, подумайте, лучше ли потратить немного больше денег на газонокосилку с приводом и электростартером, чтобы не было проблем с включением и использованием. Также стоит подумать, как долго мы будем стричь траву и выбирать косилку для сгорания с точки зрения диапазона и как регулировать высоту среза. Косилки также

Как сделать снимок с внешней вспышкой или с моделью, встроенной в камеру, чтобы избежать эффекта «вспышки»?
Его тип так важен?
3. Можно выбирать светильник со стандартным уровнем защиты для ванной, если вам понравился его дизайн?
3. Можно выбирать светильник со стандартным уровнем защиты для ванной, если вам понравился его дизайн?
Во-вторых, сможет ли он справиться с требовательной мощностью запуска газонокосилки с помощью ручного стартера сильным рывком?
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Реклама


Календарь

«     Сентябрь 2017    »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31